磨细矿渣粉及粉煤灰双掺技术在大体积混凝土中的应用.pdf
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1、公路交通技术 2 0 1 0 年 2月 第 1 期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r ans p o r t F e b 2 0 1 0 N o 1 磨细矿渣粉及粉煤灰双掺技术在 大体积混凝土中的应用 郑小聪 ( 广东省长大公路工程有限公司第三分公司,广州 番禺5 1 1 4 3 1 ) 摘要 :结合磨细矿渣粉和粉煤灰双掺技术在广东清连 高速公路杜 步 3号桥 主墩承 台大体积混凝土 中的成功应 用, 从混凝土配合比设计及生产控制方面介绍如何有效解决大体积混凝土水化热问题 ,以防止裂缝形成。 关键词 :磨细矿渣粉 :粉煤灰 ;大体积混
2、凝 土 文章编号:1 0 0 9 - 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 ) 0 l 一 0 0 3 1 - o 4 中圈分类号 :U 4 4 5 5 5 + 9 文献标识码 :B Ap p l ic a t io n o f Te c h n iq u e b y Ad d i t i o n o f P u lv e r i z e d Sla g a n d F l y a s h i n Ma s s Co n c r e t e ZHENG Xi a o c o n g 1 工程概 况 广东清连高速公路杜步 3号桥位于广东省清远 市杜步镇 白须公村附近 ,全长 8 7 1 7 0 8
3、 m,跨径组 成为( 6 0 m+4 X 1 0 0 m+6 0 m ) + ( 5 X 3 5 m) + ( 53 5 m ) 。主桥上部构造采用预应力混凝土刚构 一 连续组合梁 ,下部构造采用空心薄壁式桥墩 、钢 筋混凝土承台、基础采用钻孔灌注桩基础。其中桥 梁主墩承 台厚 3 5 m,平面尺寸 为 8 6 m8 6 m, 单个 承台混凝土体积达 2 5 8 6 8 m ,要求一次性施 工完成 ,混凝土设计强度等级为 C 3 5 。 由于该桥主跨跨越山谷 、农 田,各主墩承台 地面高差较大 ,且承台钢筋较密 ,为便 于施 工 , 拟采用泵送混凝土工艺。考虑气温 、高差及施工 故 障等 因素
4、影 响 ,要求 人泵坍 落度 为 1 6 0l 8 O m m;并且要求混凝土在满足 2 8 d强度的前提下具 有 良好的工作性能 ,能够满足连续泵送浇筑要求 ; 要求有效防止温度裂缝 和收缩裂缝 的产生 ,提高 混凝土耐久性。 根据该工程技术特点及要求 ,经过多方面考虑 和方案 比较,对杜步 3号桥主墩承台大体积混凝土 确定采用磨细矿渣粉和粉煤灰双掺技术进行配合 比 设计和施 r。 2 技术特点 收稿 日期 :2 0 0 9 1 0 1 2 作者简介 :郑小聪 ( 1 9 7 8 一 ) ,男 ,广东省湛江市人 ,本科 ,工程师 大体积混凝土 由于结构厚大 ,结 构内部水泥 水化热不易快速散
5、发 ,导致混凝土 内部温升较大, 内外部形成一定的温度梯度 ,外部混凝土受到 内 部混凝土的约束会产生拉应力 ,当其超过混凝土 抗拉强度时 ,会产生温度裂缝。 粉煤灰在混凝土 中能起到活性效应 、形态效 应和微集料效应 ,可填充混凝土中的毛细孔及其 它孔隙 ,提高混凝土保水性能 ,改善混凝土 内部 孔结构 ,提高混凝土密实性。 从矿渣 的制备过程看 ,由于矿渣生产是在高 温下进行 的,其 自身呈熔融状 ,而经过急冷后其 大部分以熔融玻璃态被保 留下来 ,从而保证 了矿 渣 自身可具有较 高的活性 。因此 ,长期以来 ,矿 渣一直被作为一种具有潜在活性 的胶凝材料在水 泥生产中广泛使 用。但传统
6、工艺是把矿渣与水泥 熟料一起粉磨 ,由于矿渣与水泥熟料的硬度及易 磨性差异较大 ,导致混磨 的水泥中矿渣组分平均 粒度较大 ,除较 细的颗粒活性得到发挥外 ,大量 较粗的矿渣颗粒活性没有得到充分发挥 ,仅起到 微集料作用 ;而近代的磨细矿渣概念是将细度很 高 的矿渣粉作为混凝土掺合料直接使用或作为复 合水泥的混合材料掺入水泥中。磨细矿渣粉 ( 简 称矿粉)因其细度高 、比表面积大 ,其活性在碱 性条件下得到充分激发 ,使混凝土和水泥的多项 性能得到极大的提高和改善 。在混凝土 中掺入一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 2 公路交通技术 2 0 1 0丘 表
7、1 水泥技术指标 表 2 细骨料技术指标 表 4 粉煤灰技术指标 密 g m m2 面 k g A 7 A 2 8 含 ( )( ) 比 硫, 一 2 8 2 4 3 0 71 1 0 2 1 O 6 2 6 6 0 1 定量的矿渣粉 ,由于矿渣粉 自身的细度小于水泥 , 因此在混凝土拌合物中可以替代原来的填充水或孔 隙填充在水泥颗粒之间 ,在硬化混凝土中填充毛细 孔及其它孔隙,改善混凝土内部孔结构 ,提高混凝 土密实性。 由于矿渣粉和粉煤灰的早期物理填充作用和后 期活性填充作用等特性 ,不仅可使混凝土的后期强 度满足强度要求 ,而且还可使混凝土耐久性得到提 高。在利用粉煤灰和矿渣粉取代水泥的
8、同时 ,在混 凝土中适量掺加高效减水剂,可降低水胶比,减少 水泥用量 ,从而大大降低 了混凝土水化热 ,延缓了 水化热峰值 出现的时间 ,对控制混凝土的温度裂缝 和收缩裂缝极为有利。 3 混凝土配合比设计 3 1 原材料选择 1 )水泥 。选用清远广英水泥厂生产 的广英牌 P 0 4 2 5等级水泥,技术指标见表 1 。 2 )细骨料。选用 阳山砂场中砂 ,技术指标见 表 2 。 3 )粗骨料。选用拳头岭石场生产的花岗岩质 碎石,技术指标见表 3 。 4 )粉煤灰。选用广州黄埔电厂生产 的 I 级粉 煤灰 ,技术指标见表 4 。 5 )矿渣粉。选用深圳伟发矿粉厂生产的 $ 7 5 矿渣粉,技术
9、指标见表 5 。 6 )减水剂 。选用深圳同地外加剂公司生产 的 T D A1 0 0高效减水剂 。 3 2 配合比设计及试验 配合 比设计采用正交试验法 ,在水胶 比一定 ( 0 4 4 )的前提下确定其 因素与水平 。其 因素与水 平见表 6 ,试验方案及结果见表 7 。 3 3 试验数据分析与复核 在 9组配合 比试验方案 中,8 配合 比既能满 足设计要求 的坍落度和强度 ,且又 比较经济 ,因 此对 8 配合比进行了复核 ,复核情况见表 8 。 3 4 最终配合比确定 经工地实验室复核验证及 中心实验室平行试 验和微调 ,最终的配合 比材料用量及平行验证试 验结果见表 9 。 4 实
10、际生产应用 表 6 因素与水平 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年 第 l 期 郑小聪 :磨细矿渣粉及粉煤灰双掺技术在大体积混凝土中的应用 3 3 表 7 混凝土配合比试验方案及结果 坍落度 m m l h 坍落度 凝结时间, m i n 抗压强度, M P a 抗渗 损失 m m 初凝 终凝 3 d 7 d 2 8 d 等级 由于大体积混凝土所用材料组分多 ,水泥含量 相对较少 ,因此为保证大体积混凝土质量 ,在生产 过程中采取了以下措施。 1 )严格控制原材料质量。 由于该混凝土所用材料组分多,而原材料品质 的优劣将直接影响到混凝土质量的好坏
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